JPS6228717A - Method for driving liquid crystal display device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To expand the operating margin, to improve the memory characteristic, to shorten the writing time, and so forth, by constituting a driving voltage to be impressed across electrodes of a pulse-waveform voltage which is produced by superposing a constant DC voltage upon an AC voltage. CONSTITUTION:An oriented film is formed on a glass base plate by arranging glass base materials with ITO transparent conductive films formed in a paired pattern in a condition where the glass base materials face each other and two glass base plates are sticked together after performing wrapping on a polyvinyl alcohol film. After the glass base plates are sticked together, liquid crystal is enclosed and homogeneously oriented. After performing driving tests on each cell with AC waveforms and finding the memory effect and extent of the peak voltage, at which display can be done, an offset voltage VOS, at which the switching characteristic and memory effect become symmetrical, is found by adjusting the offset voltage, and then, extent of the peak voltage which can make display when a multiplex driving waveform, in which the offset voltage VOS is superposed, is used is found. By selecting the offset voltage VOS from the results thus found, the memory state can be stabilized and the marging of the driving voltage can be expanded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、キラル・スメクチックＣ相液晶等の強誘電性
を示す液晶を用いる強誘電性液晶表示装置の駆動方法に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for driving a ferroelectric liquid crystal display device using a liquid crystal exhibiting ferroelectricity such as a chiral smectic C-phase liquid crystal.

〈発明の背景〉 現在、最も広く用いられている液晶表示装置の動作モー
ドは、ツィステッド・ネマチック電界効果型であるが、
応答時間が１０ｍＳ　（ミリ秒）以上と遅いことが短所
である。最近、その欠点を克服するための動作モードの
一つとして、強誘電性を示すキラル・スメクチックＣ相
液晶を利用した光スイツチング素子（５ｕｒｆａｃｅ　
−５ｔａｂｉｌｉｚｅｄＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　
Ｌｉｑｕｉｄ　−Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ：以
下５ＳＦ−ＬＣＤと略ｔ）が、Ｎ、Ａ、　Ｃ１ａｒｋと
Ｓ、Ｔ。<Background of the Invention> Currently, the operating mode of liquid crystal display devices most widely used is the twisted nematic field effect type.
The disadvantage is that the response time is slow at 10 mS (milliseconds) or more. Recently, as one of the operating modes to overcome this drawback, optical switching devices (5surface
-5 tabilized Ferroelectric
Liquid-Crystal Display: hereinafter abbreviated as 5SF-LCD) is N, A, C1ark, S, T.

Ｌａｇｅｒｗａｌｌによって、Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、
　Ｌｅｆｆ、。By Lagerwall, Appl, Phys,
Leff.

３６．８９９（１９８０）に公表された。５ＳＦ−ＬＣ
Ｄは、薄い液晶セル内においては、印加電界の極性と液
晶の自発分極との相互作用によって、これら液晶の配向
方向のセル面内方位角が制御できることに基づくもので
ある。36.899 (1980). 5SF-LC
D is based on the fact that in a thin liquid crystal cell, the in-plane azimuth of the liquid crystal can be controlled by the interaction between the polarity of the applied electric field and the spontaneous polarization of the liquid crystal.

この動作モードの原理を簡単に第３図及び第４図ととも
に説明する。第３図（Ａ）は電界印加時の５ＳＦ−ＬＣ
Ｄセルの断面を示したもので１はガラス基板、２は透明
電極、３は液晶分子、４は偏光子、５は検光子、６は外
部光である。セル内部の電界は図中の上から下に向って
いる。この電界に対して、液晶分子３の双極子モーメン
トは矢印のように配列する。第３図（Ｉ３）はこの状態
の分子配向をセル面に垂直な方向から見た図であるが、
液晶分子３はその配列格子面の垂線から角度θだけ傾い
ている。このセルを第３図ＩＢ）に記した角度配置でク
ロスニコル中に配置すると光は遮断され、暗状態を表示
する。The principle of this operation mode will be briefly explained with reference to FIGS. 3 and 4. Figure 3 (A) shows 5SF-LC when an electric field is applied.
This figure shows a cross section of the D cell, and 1 is a glass substrate, 2 is a transparent electrode, 3 is a liquid crystal molecule, 4 is a polarizer, 5 is an analyzer, and 6 is external light. The electric field inside the cell is directed from top to bottom in the figure. With respect to this electric field, the dipole moments of the liquid crystal molecules 3 are arranged as shown by the arrows. Figure 3 (I3) shows the molecular orientation in this state as seen from the direction perpendicular to the cell surface.
The liquid crystal molecules 3 are tilted by an angle θ from the perpendicular to the lattice plane. When this cell is placed in a crossed nicol configuration in the angular arrangement shown in FIG. 3 (IB), light is blocked and a dark state is displayed.

次に、印加電界の極性を反航ニすると第４図（Ａｌに示
したように液晶分子はその双極子モーメントを反転させ
、同時に第４図（１３）に示したようにセル面内での方
位角を変えて一〇だけ傾く。この状態では、液晶層を通
過した光は、正常光と異常光との間に位相差が生じるた
め、直線偏光は楕円偏光となり検光子５を通過する光成
分が生じ、明状態を表示する。Next, when the polarity of the applied electric field is reversed, the liquid crystal molecules reverse their dipole moment as shown in Figure 4 (Al), and at the same time, as shown in Figure 4 (13), the liquid crystal molecules reverse their dipole moments in the cell plane as shown in Figure 4 (13). The azimuth is changed and the light is tilted by 10. In this state, the light passing through the liquid crystal layer has a phase difference between the normal light and the abnormal light, so the linearly polarized light becomes elliptically polarized light and the light passing through the analyzer 5 component is generated and displays a bright state.

このように５ＳＦ−ＬＣＤの表示状態は、液晶層の光軸
とクロスニフルの配置の角度関係及び印加電界の極性の
２つの要素により決定される。以下の説明では明状態を
表示する電界極性を正とする。In this way, the display state of the 5SF-LCD is determined by two factors: the angular relationship between the optical axis of the liquid crystal layer and the arrangement of the cross nifles, and the polarity of the applied electric field. In the following description, the electric field polarity indicating a bright state is assumed to be positive.

５ＳＦ−ＬＣＤは、メモリ効果を示す。すなわち、第５
図に示したように、正と負のパルス状の電界によって明
暗状態はスイッチングした後に電圧をＯｖにしても、そ
れぞれの明暗状態がそのまま保持される。これをメモリ
効果と称す。5SF-LCD exhibits memory effects. That is, the fifth
As shown in the figure, even if the voltage is changed to Ov after the bright and dark states are switched by the positive and negative pulsed electric fields, the respective bright and dark states are maintained as they are. This is called the memory effect.

５ＳＦ−ＬＣＤの応答時間では、前述の文献によれば τにη／ＰＳＩＩＥ　　・・・・・・・・・・・・・・
・　（１１（ここ゛にηとＰｓはそれぞれ液晶材料の粘
度と自発分極を表わし、Ｅは電界強度を表す。）という
式で表わされている。印加電界と応答時間はあらゆる電
界強度（Ｅ）ｌこわたって常に式（１）の関係に従って
いる訳ではないが、低い電圧でも長時間印加すれば表示
状態が変化する可能性がある点には注意を要する。According to the above-mentioned literature, in the response time of 5SF-LCD, τ is equal to η/PSIIE.
・(11 (where η and Ps represent the viscosity and spontaneous polarization of the liquid crystal material, respectively, and E represents the electric field strength.) The applied electric field and response time are expressed as ) Although the relationship of equation (1) is not always followed throughout the period, it should be noted that the display state may change if even a low voltage is applied for a long time.

本発明の駆動方法が適用される動作モードは、上に述べ
たように液晶分子配向のセル面内での方位角が印加電界
の極性（こよって制御することができ、またそれがメモ
リー効果を有するものであれば良く、表示を行なうため
の光学的現象を特定するものではない。表示セルは透過
型の構成のみ１よらず反射型の構成でも同様に適用され
る。また、強誘電性液晶に二色性色素を溶解したゲスト
ホスト液晶を用いて、吸光係数が入射光の偏光角度によ
って異なるという現象を利用するものであってもよい。As mentioned above, the operating mode to which the driving method of the present invention is applied is that the azimuthal angle of the liquid crystal molecular alignment in the cell plane can be controlled by the polarity of the applied electric field (thereby controlling the memory effect). It does not specify the optical phenomenon for displaying.The display cell is not limited to a transmissive type configuration, but a reflective type configuration is also applicable.Furthermore, ferroelectric liquid crystal Alternatively, a guest-host liquid crystal in which a dichroic dye is dissolved may be used to utilize the phenomenon that the extinction coefficient varies depending on the polarization angle of incident light.

従来公知の大容量表示５ＳＦ−ＬＣＤのマルチプレック
ス駆動波形は、原理的に第５図へ）に示したような正負
が対称となる交流波形を基本としている。前述したよう
に本来５ＳＦ−ＬＣＤにおいては正または負の電圧印加
によってスイッチングされ、その後はメモリー効果の利
用により表示状態が保持される。しかし、マトリクス状
の電極構成のＳ　Ｓ　Ｆ−ＬＣＤを正または負の直流パ
ルスでマルチプレックス駆動しようとすると非選択絵素
にも不可避的に直流バイアスが印加されるため、既に書
き込んだ表示状態が乱され失なわれる。そこで、第５図
（Ａｌに示したように、正のパルスｔ３２と負のパルス
ｔ３５それぞれの直前に負の補償パルス’３１と正の補
償パルスｔ３４を付加することとし、直流成分の無い交
流波形で表示状態をスイッチングすればバイアス波形も
交流になる。その具体的ｆｓ例を第６図に示す。The multiplex driving waveform of a conventionally known large-capacity display 5SF-LCD is basically an AC waveform whose positive and negative sides are symmetrical as shown in FIG. 5). As described above, 5SF-LCDs are originally switched by applying a positive or negative voltage, and thereafter the display state is maintained by utilizing the memory effect. However, when trying to multiplex drive an SSF-LCD with a matrix electrode configuration using positive or negative DC pulses, DC bias is inevitably applied to non-selected picture elements, so the display state that has already been written may change. Disturbed and lost. Therefore, as shown in FIG. 5 (Al), we decided to add a negative compensation pulse '31 and a positive compensation pulse t34 immediately before the positive pulse t32 and the negative pulse t35, respectively, to form an AC waveform with no DC component. If the display state is switched with , the bias waveform also becomes alternating current.A concrete example of fs is shown in FIG.

第６図ｔＡ＋は走査電極の電圧波形Ｖｘ　、同の）は信
号電極の電圧波形ｖＹ　　、同ＦＣ）は絵素の液晶に印
加される電圧波形ＶＸＶＹ、同（Ｄｉは透過光強度の変
化である。各電極へ供給する電圧のレベルはａ≧３とし
たｌ　／　ａバイアス法に従うレベル１こ設定されてい
る。また、ｔ４１の期間とｔ４゜の期間は波形の位相１
８０°異なっており、これによって、消去と書込みを選
別する。このような交流の駆動波形によって、表示内容
を乱さないバイアス波形が得られ、５ＳＦ−ＬＣＤのメ
モリー効果を大容量表示に利用することが慨ね可能とな
る。In Figure 6, tA+ is the voltage waveform Vx of the scanning electrode, tA+ is the voltage waveform VY of the signal electrode, FC) is the voltage waveform VXVY applied to the liquid crystal of the picture element, and Di is the change in transmitted light intensity. The level of the voltage supplied to each electrode is set to level 1 according to the l/a bias method where a≧3.Also, during the period t41 and the period t4°, the phase 1 of the waveform is set.
There is a difference of 80 degrees, and erasing and writing are selected based on this difference. By using such an AC drive waveform, a bias waveform that does not disturb the display contents can be obtained, and it becomes possible to utilize the memory effect of the 5SF-LCD for large-capacity display.

しかしながら、この完全な正負対称の交流駆動波形では
、実用に耐え得る品位の表示はできないのが現状である
。すなわち、駆動波形の諸パラメータ（ピーク電圧、バ
イアス電圧、パルス幅）を最適化しても、なお動作マー
ジンが狭いため（こ、１回の走査では書き込みが不充分
な部分が残る等の現象で見られた。However, at present, this AC drive waveform with perfect positive and negative symmetry cannot display a display with a quality that can withstand practical use. In other words, even if the various parameters of the drive waveform (peak voltage, bias voltage, pulse width) are optimized, the operating margin is still narrow (this can be seen due to phenomena such as insufficient writing remaining in one scan). It was done.

〈発明の目的〉 本発明は５ＳＦ−ＬＣＤの駆動において、液晶層に電圧
を印加する絵素電極間１こ発生する駆動波形が交流電圧
に一定の直流電圧ｖｏｓ　（ｖｏｓ＼０）の重畳された
波形となるような駆動電圧を電極に供給することにより
、動作マージンの拡大、メモリー特性の改善、書込み時
間の短縮等を図った新規な駆動方法を提供することを目
的とする。<Purpose of the Invention> The present invention provides a method for driving a 5SF-LCD in which the drive waveform generated between the pixel electrodes that applies voltage to the liquid crystal layer is a constant DC voltage vos (vos\0) superimposed on an AC voltage. The present invention aims to provide a novel driving method that expands the operating margin, improves memory characteristics, shortens write time, etc. by supplying a driving voltage with a waveform to the electrodes.

〈発明の原理、と作用〉 本発明は５ＳＦ−ＬＣＤが明→暗、暗→明とスイッチン
グする過程が従来考えられていたような正負対称なもの
ではなく、ＬＣＤ内部に直流バイアスが存在するという
新たな事実を実験結果として見い出したことに基いて創
作されたものである。<Principle of the invention and operation> The present invention is based on the fact that the process in which the 5SF-LCD switches from bright to dark and from dark to bright is not symmetrical between positive and negative as previously thought, but that a DC bias exists inside the LCD. It was created based on new facts discovered as experimental results.

以下この新事実とその駆動法への利用について説明する
。This new fact and its use in the driving method will be explained below.

まず、スイッチング過程とメモリー状態を透過光強度の
変化で観察するにあたって、５ＳＦ−ＬＣＤの分子の動
きに伴なう光軸の変化の対称性が、透過光強度の変化に
偏りなく反映されるように第１図（Ａ＋に示した角度配
置で５ＳＦ−ＬＣＤセルをクロスニコル中に配置した。First, when observing the switching process and memory state by changes in the intensity of transmitted light, the symmetry of the change in the optical axis due to the movement of molecules in the 5SF-LCD ensures that the changes in the intensity of transmitted light are reflected evenly. A 5SF-LCD cell was placed in a crossed nicol configuration with the angular arrangement shown in FIG. 1 (A+).

すなわち、スメクチック相の層法線ｊが偏光子の偏光軸
Ｆとω−２２，５゜の角度を為すようにセルを配置する
。検光子の偏光軸Ｘは偏光子の偏光軸ｆと直交している
。また明状態での液晶のディレクタ０と暗状態での液晶
ｕ のディレクタ０はスメクチックＣ相での分子のチＤ ルト角θだ゛けヲから逆向きにねじれている。このよう
に構成すれば明→暗、暗→明のスイッチング過程で分子
の動きが層法線７について対称である限り、それに伴な
う透過光量の変化も対称となり、分子の動きの対称性を
光学的測定に反映できる。That is, the cell is arranged so that the layer normal j of the smectic phase forms an angle of ω-22.5° with the polarization axis F of the polarizer. The polarization axis X of the analyzer is orthogonal to the polarization axis f of the polarizer. Further, the director 0 of the liquid crystal in the bright state and the director 0 of the liquid crystal u in the dark state are twisted in opposite directions from the tilt angle θ of the molecules in the smectic C phase. With this configuration, as long as the movement of molecules is symmetrical with respect to the layer normal 7 in the switching process of light → dark and dark → bright, the accompanying change in the amount of transmitted light will also be symmetrical, and the symmetry of the movement of molecules will be improved. This can be reflected in optical measurements.

このような測定システムで種々の配向処理を施して作製
した５ＳＦ−ＬＣＤ試料について、メモリー効果の対称
性を調べたところ程度の差はあれ全ての試料についてメ
モリ効果が非対称であった。代表的な例を第１図０３１
に示す。このような現象は５ＳＦ−ＬＣＤの表示特性と
して好ましいものではなく、極端な場合には、双安定と
はならずに、片方の状態のみが安定な単安定となってし
まい、マルチプレックス駆動で表示が不可能となる。When the symmetry of the memory effect was investigated for 5SF-LCD samples prepared by performing various alignment treatments using such a measurement system, it was found that the memory effect was asymmetrical for all samples, although there were differences in degree. A typical example is shown in Figure 1 031
Shown below. Such a phenomenon is not desirable for the display characteristics of 5SF-LCD, and in extreme cases, it becomes monostable with only one stable state instead of bistable, which makes it difficult to display with multiplex drive. becomes impossible.

そこで、発明者は、対称で双安定なメモリ効果が得られ
るように検討を重ねた結果、液晶に印加する交流波形に
直流オフセット電圧を重畳すれば対称な特性と安定なメ
モリー効果が得られることを見い出した。第１図［Ｃ１
にオフセット電圧ＶＯ５（Ｖｏｓ＼ＱＶ）を適切に設定
して得られたメモリー効果を示す。Therefore, as a result of repeated studies to obtain a symmetrical and bistable memory effect, the inventor discovered that by superimposing a DC offset voltage on the AC waveform applied to the liquid crystal, symmetrical characteristics and a stable memory effect can be obtained. I found out. Figure 1 [C1
shows the memory effect obtained by appropriately setting the offset voltage VO5 (Vos\QV).

このように、直流オフセット電圧を考慮してはじめて対
称性のよい特性になることは、応答時間。In this way, response time can only be achieved with good symmetry when DC offset voltage is taken into account.

分極反転電流、Ｄ−Ｅヒステリシスについても見られた
。これらのことから、５ＳＦ−ＬＣＤ内部には内部バイ
アス電界Ｅｉｂなる電界があって、外部からＥｌｂを打
消すだけのＶＯ３を含む電圧を印加して初めて液晶分子
が対称な動きを示すと思われる。Polarization reversal current and DE hysteresis were also observed. From these facts, it is thought that there is an internal bias electric field Eib inside the 5SF-LCD, and that the liquid crystal molecules exhibit symmetrical movement only when a voltage containing VO3 sufficient to cancel Elb is applied from the outside.

セラミック系強誘電体では内部バイアスの存在は既に知
られているが、強誘電性液晶についてはＥｌｂが存在す
ることはこれまでに報告が無い。Although the existence of internal bias is already known in ceramic ferroelectric materials, the existence of Elb in ferroelectric liquid crystals has not been reported so far.

５ＳＦ−ＬＣＤにおける内部バイアスの原因は未だ特定
できないが、液晶の分子配向方向に何らかの原因で偏り
が生じているためであることは確実である。従って、２
枚のガラス基板に性質の異る配向膜処理を施した場合に
は双極子モーメントの配向に偏りが生じ、これによって
内部バイアスの生ずることが予想される。しかし、実際
には側基板の双方に全く同じ配向膜を設けて作製した５
ＳＦ−ＬＣＤにおいても、内部バイアスＥｉｂが零でな
い値を示すことが判明した。Although the cause of the internal bias in the 5SF-LCD has not yet been identified, it is certain that it is due to a bias in the molecular orientation direction of the liquid crystal for some reason. Therefore, 2
When two glass substrates are treated with alignment films with different properties, it is expected that the orientation of the dipole moment will be biased and that this will cause an internal bias. However, in reality, the same alignment film was provided on both side substrates.
It has been found that the internal bias Eib also exhibits a non-zero value in the SF-LCD.

このような内部バイアスを持った５ＳＦ−ＬＣＤをマル
チプレックス駆動するにあたって内部バイアスを考慮し
ていない正負対称の交流駆動波形を用いると次のような
不都合が生ずる。第１にメモリー状態が安定に保持でき
ない。これは第１図０３１に示した現象である。第２に
、次に説明するように動作マージンが減少する。尚、簡
単のために１　／　ａバイアス法の波形を用いて説明す
るが、書込み・消去用パルスと補償用パルスの組合せで
交流化した駆動波形であれば、本質的には同じである。When multiplex driving a 5SF-LCD having such an internal bias, using a positive/negative symmetrical AC drive waveform that does not take the internal bias into consideration causes the following disadvantages. First, the memory state cannot be maintained stably. This is the phenomenon shown in FIG. 1 031. Second, operating margin is reduced, as explained next. For the sake of simplicity, the waveform of the 1/a bias method will be used in the explanation, but any drive waveform converted to alternating current by a combination of write/erase pulses and compensation pulses is essentially the same.

第２図は、Ｅｉｂ＞Ｏの場合のＳＳＩ”−ＬＣＤのスイ
ッチング特性とそれを駆動するために必要なパルスの波
高値の関係を示したものである。第２図（Ａ＋は、縦軸
にメモリー状態での透過光強度、横軸に双極性パルスの
波高値をとっている。２本の曲線はそれぞれ明状態から
暗状態および暗状態から明状態へのスイッチングを表わ
している。今、Ｅｌｂが零でないのでそれぞれの曲線の
閾電圧と飽和電圧は、第２図（Ａ＋の横軸に書き入れで
あるように、各電圧の対称な部分ｖ１．ｖ２　と非対称
な成分Ｅｉｂを用いて表わせる。第２図β）と第２図Ｆ
Ｃ＋は、それぞれこのような特性の５ＳＦ−ＬＣＤをオ
フセット電圧なしでマルチプレックス駆動する際の選択
電圧波形（波高値±Ｖ５）および半選択電圧波形（波高
値±Ｖｎ５）である。ここで、±Ｖ、は明暗状態をスイ
ッチングできるように ｖ８≧Ｖｌ＋Ｅｉｂか−）−Ｖ５≦−Ｖｌ＋Ｅｉｂを満
たしている。また、±Ｖｒｌｓは明暗状態を変化させな
いように Ｖｎｓ≦ｖ２＋Ｅｉｂかつ−”ｎｓ≧−Ｖ２＋Ｅｉｂを
満たしている。Figure 2 shows the relationship between the switching characteristics of the SSI''-LCD and the peak value of the pulses necessary to drive it when Eib>O. The transmitted light intensity in the memory state, and the peak value of the bipolar pulse is plotted on the horizontal axis.The two curves represent switching from the bright state to the dark state and from the dark state to the bright state, respectively.Now, Elb is not zero, the threshold voltage and saturation voltage of each curve can be expressed using the symmetrical part v1.v2 and the asymmetrical component Eib of each voltage, as shown in the horizontal axis of FIG. 2 (A+). Figure 2 β) and Figure 2 F
C+ is a selection voltage waveform (peak value ±V5) and a half-selection voltage waveform (peak value ±Vn5) when multiplex driving a 5SF-LCD with such characteristics without an offset voltage, respectively. Here, ±V satisfies v8≧Vl+Eib or −V5≦−Vl+Eib so that bright and dark states can be switched. Further, ±Vrls satisfies Vns≦v2+Eib and −”ns≧−V2+Eib so as not to change the bright/dark state.

ここで、この駆動波形のマージンｖＭを見積っテミル。Here, estimate the margin vM of this drive waveform.

今、Ｅ１ｂ＼０である場合を考えているので、印加電圧
の余裕は正の電圧領域と負の領域とで対称ではない。こ
のような場合マージンとしては、正と負の領域でのマー
ジンの共通部分が真のマージンとなる。従って、ｖ５　
　については第２図（Ｃ）に示したようにｖ５−　（ｖ
、＋Ｅ、５）だけの余裕があり、■ｎ５については第２
図ＦＣ＋に示したように−Ｖｎ、　−（−Ｖ２　＋ＥＨ
，）だけの余裕がある。Since we are now considering the case where E1b\0, the applied voltage margin is not symmetrical between the positive voltage region and the negative voltage region. In such a case, the true margin is the common portion of the margins in the positive and negative regions. Therefore, v5
As shown in Fig. 2(C), v5− (v
, +E, 5), and for ■n5, the second
As shown in Figure FC+, -Vn, -(-V2 +EH
,).

マージンｖＭはこれらの余裕の和と考えて、ＶＭ＝［Ｖ
ｓ（Ｖ、＋ＥＨ，））＋４　”ｎｓ　　（Ｖ２＋Ｅ１ｂ
））＝（Ｖ、　−Ｖ、、　）−（Ｖ、　−ｖ２　）−Ｚ
ＥＨ。Considering the margin vM as the sum of these margins, VM=[V
s(V, +EH,))+4”ns (V2+E1b
))=(V, -V,, )-(V, -v2)-Z
EH.

を得る。つまり、内部バイアスＥｉｂの存在によって動
作マージンが２Ｅｉｂだけ狭くなっていることがわかる
。get. In other words, it can be seen that the operating margin is narrowed by 2 Eib due to the presence of the internal bias Eib.

発明者らは、以上のような知見と考察に基づき、内部バ
イアスを相殺するような大きさと極性の直流オフセット
電圧ＶＯ９を駆動波形に重畳することにより、メモリー
の保持とマージンの拡大を計った。その結果、後述する
実施例１，２に示す如く、２枚の基板の配向膜が同種で
ある５ＳＦ−ＬＣＤのみならず、メモリー効果の無かっ
た異種配向膜の５ＳＦ−ＬＣＤも、良好にマルチプレッ
クス駆動することができた。Based on the above knowledge and consideration, the inventors attempted to maintain memory and expand the margin by superimposing a DC offset voltage VO9 with a magnitude and polarity that offsets the internal bias on the drive waveform. As a result, as shown in Examples 1 and 2 described below, not only the 5SF-LCD in which the alignment films on the two substrates are of the same type, but also the 5SF-LCD in which the alignment films of different types, which had no memory effect, can be successfully multiplexed. I was able to drive it.

本発明の駆動法は、スタティック駆動においても有効で
ある。５ＳＦ−ＬＣＤを矩形波でスイッチングした場合
、明から暗への応答速度と暗から明への反応速度は一般
ｆこ異なっている。この相違もまた、内部バイアスに起
因するものと考えられ、実際、後述する実施例３，４に
示す如く、ＶＯ５を適切に選ぶことにより、２つの応答
速度を等しくすることができる。５ＳＦ−ＬＣＤを光シ
ャッタ等に応用する場合、遅い方の反応速度に合せてシ
ステムを設計しなければならないので、２つの応答速度
を等しくすれば、５ＳＦ−ＬＣＤの高速応答性を無駄な
く発揮させることができる。The driving method of the present invention is also effective in static driving. When switching a 5SF-LCD using a square wave, the response speed from bright to dark and the response speed from dark to bright are generally different by f. This difference is also considered to be due to internal bias, and in fact, as shown in Examples 3 and 4, which will be described later, by appropriately selecting VO5, the two response speeds can be made equal. When applying the 5SF-LCD to an optical shutter, etc., the system must be designed to suit the slower response speed, so if the two response speeds are made equal, the high-speed response of the 5SF-LCD can be fully utilized. be able to.

以上述べたように、本発明の原理は５ＳＦ−ＬＣＤの応
答速度、メモリー効果、スイッチング特性などに見られ
る非対称な特性が、その内部バイアスに起因するもので
あることを見出し、その内部バイアスを駆動電圧の直流
オフセットで相殺することである。従って、直流オフセ
ット電圧を含んだ駆動波形を用いた５ＳＦ−ＬＣＤの駆
動法は本発明に適用可能である。As described above, the principle of the present invention is to discover that the asymmetric characteristics seen in the response speed, memory effect, switching characteristics, etc. of 5SF-LCD are caused by its internal bias, and to drive the internal bias. This is done by canceling the voltage with a DC offset. Therefore, a 5SF-LCD driving method using a driving waveform including a DC offset voltage is applicable to the present invention.

〈発明の効果〉 以上詳述した如く、２枚の基板の配向膜の種類が同じで
あっても５ＳＦ−ＬＣＤの内部バイアスＥ１ｂは一般ｌ
こゼロではないので、本発明の駆動法が良好な表示を行
なう上で有効となる。さらに、２枚の基板の配向膜とし
て、異る極性の材料を用いて、無電界時の表示状態を明
または暗のいずれかに固定する方法が知られているが、
この方法は必然的に双安定なメモリー効果がないために
マルチプレックス駆動には適さないとされてきた。しか
し、このような片安定な５ＳＦ−ＬＣＤも、本発明に係
る駆動法によれば、メモリー効果を生がしたマルチプレ
ックス駆動を行うことができる。従って本発明は、５Ｓ
Ｆ−ＬＣＤによる大容量表示装置の実用化に不可欠の技
術である。<Effects of the Invention> As detailed above, even if the types of alignment films on the two substrates are the same, the internal bias E1b of the 5SF-LCD is generally l
Since this is not zero, the driving method of the present invention is effective in providing good display. Furthermore, a method is known in which the display state in the absence of an electric field is fixed to either bright or dark by using materials with different polarities as the alignment films of the two substrates.
This method has been considered unsuitable for multiplex operation due to the necessarily lack of bistable memory effects. However, even in such a monostable 5SF-LCD, multiplex driving with a memory effect can be performed according to the driving method according to the present invention. Therefore, the present invention provides 5S
This is an essential technology for the practical application of large-capacity display devices using F-LCDs.

〈実施例１，２〉 マトリクス状に交叉するように、１対のパターン化され
たＩＴＯ透明導電膜付きガラス基板を対向配置し、該ガ
ラス基板上に、表１に示した配向膜を形成した。ポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）の膜にはラビングを施した。<Examples 1 and 2> A pair of patterned glass substrates with ITO transparent conductive films were arranged facing each other so as to intersect in a matrix, and the alignment films shown in Table 1 were formed on the glass substrates. . The polyvinyl alcohol (PVA) film was rubbed.

それぞれ基板間間隙が２μｍとなるように貼合せた後、
キシルスメクチックＣ相を示す液晶を封入し、ホモジニ
アス配向させて、マトリクス型５ＳＦ−ＬＣＤを作製し
たそれぞれのセルを１／６バイアス法の交流波形で駆動
試験し、メモリー効果と表示が可能となるピーク電圧の
範囲を求めた。次にオフセット電圧ＶＯ５を調節して、
スイッチング特性とメモリー効果が対称となるＶＯ５を
求め、そのＶＯ８を重畳したマルチプレックス駆動波形
を用いた時に表示可能となるピーク電圧の範囲を求めた
。表１にまとめたように、これらの結果から、オフセッ
ト電圧ＶＯ５を適切に選定することによりメモリー状態
の安定化、駆動電圧の余裕の拡大ができ、さらに、従来
、マルチプレックスには適さなかった実施例２のような
片メモリーのセルにも双安定なメモリー効果を賦与でき
ることがわかる。After laminating each substrate so that the gap between the substrates was 2 μm,
A matrix-type 5SF-LCD was fabricated by enclosing a liquid crystal exhibiting a xylsmectic C phase and homogeneously aligning each cell. Driving tests were conducted using an AC waveform using a 1/6 bias method to determine the memory effect and the peak that enables display. The voltage range was determined. Next, adjust the offset voltage VO5,
We determined VO5 with symmetrical switching characteristics and memory effect, and determined the range of peak voltage that can be displayed when using a multiplex drive waveform in which VO8 was superimposed. As summarized in Table 1, these results show that by appropriately selecting the offset voltage VO5, it is possible to stabilize the memory state and expand the drive voltage margin. It can be seen that a bistable memory effect can be imparted to a single memory cell as in Example 2.

〈実施例３，４〉 上記実施例１，２で作製した５ＳＦ−ＬＣＤに１００Ｈ
ｚ、±ＩＯＶの矩形波を印加し、応答時間を測定した。<Examples 3 and 4> 100H was applied to the 5SF-LCD produced in Examples 1 and 2 above.
A square wave of z, ±IOV was applied, and the response time was measured.

応答時間の定義は、印加電圧の極性を切り換えた時点か
ら、光強度変化の５０％の光強度になるまでの時間で定
義し、明から暗および暗から明への応答時間を、それぞ
れ、τ４とτ。The response time is defined as the time from when the polarity of the applied voltage is switched until the light intensity reaches 50% of the light intensity change, and the response time from light to dark and from dark to light is defined as τ4, respectively. and τ.

とした。表２に、それぞれの５ＳＦ−ＬＣＤについて、
ｖｏｓ＝０■の場合と、τｄ＝τ、となるようにＶＯ５
を設定した場合の応答時間を示す。And so. In Table 2, for each 5SF-LCD,
In the case of vos=0■, VO5 so that τd=τ,
Shows the response time when .

表２Table 2

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図及び第２図は本発明の基本原理と構成を説明する
説明図である。 第３図及び第４図は５ＳＦ−ＬＣＤの動作モードを説明
する説明図である。 第５図は５ＳＦ−ＬＣＤの明暗状態のスイッチング動作
を説明する説明図である。 第６図は正負対称の交流波形を用いた５ＳＦ−ＬＣＤの
駆動法を説明するパルス波形図である。 ■・・・ガラス基板、２・・・透明電極、３・・・液晶
分子、４・・・偏光子、５・・・検光子、６・・・外部
光。 夜理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）第１図FIG. 1 and FIG. 2 are explanatory diagrams explaining the basic principle and configuration of the present invention. FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams illustrating the operation mode of the 5SF-LCD. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the switching operation of the 5SF-LCD in bright and dark states. FIG. 6 is a pulse waveform diagram illustrating a method of driving a 5SF-LCD using an alternating current waveform with positive and negative symmetry. ■...Glass substrate, 2...Transparent electrode, 3...Liquid crystal molecules, 4...Polarizer, 5...Analyzer, 6...External light. Night attorney Patent attorney Aihiko Fukushi (and 2 others) Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、強誘電性を示す液晶を封入し、１対の電極間でホモ
ジニアス配向させた液晶表示装置の駆動方法において、
前記１対の電極間に印加する駆動電圧を交流電圧に一定
の直流電圧を重畳したパルス波形電圧で構成したことを
特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 ２、１対の電極をマトリックス状に配置した電極で構成
した特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置の駆動方
法。[Claims] 1. A method for driving a liquid crystal display device in which a liquid crystal exhibiting ferroelectricity is sealed and homogeneously aligned between a pair of electrodes,
A method for driving a liquid crystal display device, characterized in that the driving voltage applied between the pair of electrodes is a pulse waveform voltage obtained by superimposing a constant DC voltage on an AC voltage. 2. The method for driving a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the electrodes are arranged in a matrix.